• Nie Znaleziono Wyników

Obliczenia hydrauliczne

W dokumencie Sieci ciepłownicze (Stron 71-143)

Dobór średnicy sieci wg nomogramu

Średnica

przewodu [mm]

Przepływ wody [kg/s, kg/h]

Sieci ciepłownicze - projektowanie

Typoszereg rur preizolowanych

2011-06-15 Maciej Miniewicz 72

Projektowane rurociągi w klasie A lub B

𝑟𝑚

𝑡 < 28,7

Rurociąg 355,6 x 5,6 w klasie C, natomiast 355,6 x 8 w klasie A lub B.

Sieci ciepłownicze - projektowanie

Wytyczenie trasy sieci ciepłowniczej w terenie

Oznaczenia na mapach urządzeń i sieci zewnętrznych.

PN-75/B-01420 Ciepłownictwo Urządzenia i sieć zewnętrzna Oznaczenia na mapach i planach

2011-06-15 Maciej Miniewicz 73

Sieci ciepłownicze - projektowanie

2011-06-15 Maciej Miniewicz 74

Przedmiot oznaczenia Podziałka 1:200 / 1:500 1:1000 / 1:2500 Elektrociepłownia

Ciepłownia

Kotłownia rejonowa Wolnostojąca Wbudowana

Sied cieplna

Kanałowa o wysokich i niskich parametrach

Bezkanałowa o wysokich parametrach

Bezkanałowa o niskich parametrach

Komory, kompensatory, armatura odcinająca Komora

Kompensator U-kształtowy

Armatura odcinająca Nie oznacza się

Węzły ciepłownicze Węzeł ciepłowniczy wolnostojący Węzeł ciepłowniczy wbudowany Przepompownie

Przepompownia wolnostojąca

Przepompownia wbudowana

Inne

Sied cieplna z drenażem

Sieci ciepłownicze - projektowanie

2011-06-15 Maciej Miniewicz 75

Przedmiot oznaczenia Podziałka 1:200 / 1:500 1:1000 / 1:2500 Elektrociepłownia

Ciepłownia

Kotłownia rejonowa Wolnostojąca Wbudowana

Sied cieplna

Kanałowa o wysokich i niskich parametrach

Bezkanałowa o wysokich parametrach

Bezkanałowa o niskich parametrach

Komory, kompensatory, armatura odcinająca Komora

Kompensator U-kształtowy

Armatura odcinająca Nie oznacza się

Węzły ciepłownicze Węzeł ciepłowniczy wolnostojący Węzeł ciepłowniczy wbudowany Przepompownie

Przepompownia wolnostojąca

Przepompownia wbudowana

Inne

Sied cieplna z drenażem

Sieci ciepłownicze - projektowanie

2011-06-15 Maciej Miniewicz 76

Kompensator U-kształtowy

Armatura odcinająca Nie oznacza się

Węzły ciepłownicze Węzeł ciepłowniczy wolnostojący Węzeł ciepłowniczy wbudowany Przepompownie

Przepompownia wolnostojąca

Przepompownia wbudowana

Inne

Sied cieplna z drenażem

Sieci ciepłownicze - projektowanie

Zasady tyczenia trasy sieci ciepłowniczej

• Podziemne uzbrojenie terenu

2011-06-15 Maciej Miniewicz 77

eNN0,5m t[4]0,7m eWN0,7m 1,0 m

>15 kV <15 kV g w

0,8-1,0 m 1,6 m

k, kdWg rzędnych

Sieci ciepłownicze - projektowanie

Odgałęzienia – od sieci kanałowej

2011-06-15 Maciej Miniewicz 78

l12m

max12m

3-8m

PS do likwidacji max12m

Sieci ciepłownicze - projektowanie

2011-06-15 Maciej Miniewicz 79

max 6m

Należy zwrócić uwagę na możliwość zrzucenia sieci

kanałowej z podpór ruchomych

Sieci ciepłownicze - projektowanie

Odgałęzienia od sieci preizolowanej

Trójnik wspawany Trójnik kuty

2011-06-15 Maciej Miniewicz 80

Spoina

pachwinowa

Sieci ciepłownicze - projektowanie

Odgałęzienia od sieci preizolowanej

2011-06-15 Maciej Miniewicz 81

Max 6 - 12m d3

Sieci ciepłownicze - projektowanie

Odgałęzienia równoległe

2011-06-15 Maciej Miniewicz 82

d3 d3

1,5m

Max 6m

Sieci ciepłownicze - projektowanie

Odgałęzienia na sieci preizolowanej

2011-06-15 Maciej Miniewicz 83

d3

Sieci ciepłownicze - projektowanie

Odgałęzienia na sieci preizolowanej

2011-06-15 Maciej Miniewicz 84

UPS

UPS SK

SK

Należy unikać umieszczania odgałęzienia bezpośrednio w strefie kompensacji

Sieci ciepłownicze - projektowanie

Zmiana kierunku sieci ciepłowniczej

Najkorzystniejsze jest załamanie pod kątem 90°

2011-06-15 Maciej Miniewicz 85

Odkształcenia na kolanie 90° Odkształcenia na kolanie 45°

Sieci ciepłownicze - projektowanie

Odkształcenia powstające na załamaniu sieci zależą od:

• Średnicy rury stalowej

• Grubości ścianki

• Kąta załamania

• Promienia gięcia kolana

• Zmiany temperatury i ciśnienia

• Sprężystości podłoża

2011-06-15 Maciej Miniewicz 86

Sieci ciepłownicze - projektowanie

Projektując sieć mamy wpływ na:

• Dobór grubości ścianki rury

• Długości odcinków przylegających do załamania

• Promienia gięcia kolana

• Podatność podłoża

2011-06-15 Maciej Miniewicz 87

Sieci ciepłownicze - projektowanie

Grubość ścianki rury

2011-06-15 Maciej Miniewicz 88

Ciśnienie robocze pd 16 MPa

Naprężenia dopuszczalne sd 190 N/mm2 Naddatek na tolerancję C1 0,08 mm

Sieci ciepłownicze - projektowanie

Załamania niekompensacyjne

Do załamania trasy należy stosować kolana o katach od 60 do 90°, warunkowo

dopuszcza się stosowanie od 45 do 60 °.

2011-06-15 Maciej Miniewicz 89

RPS

< 5 – 60°

Sieci ciepłownicze - projektowanie

Załamania niekompensacyjne

2011-06-15 Maciej Miniewicz 90

90°

Sieci ciepłownicze - projektowanie

Załamania niekompensacyjne

2011-06-15 Maciej Miniewicz 91

6-12m RPS

B>Bmin

Sieci ciepłownicze - projektowanie

Zmiana kierunku – ukosowanie

Dopuszcza się ukosowanie rurociągów w

odcinkach instalacyjnych (strefa poślizgu).

Wielkość ukosowania nie powinna

przekraczać 3° na jednym połączeniu spawanym.

Zaleca się wykonywać ukosowanie nie

częściej jak co 20 krotność DN rurociągu.

2011-06-15 Maciej Miniewicz 92

Sieci ciepłownicze - projektowanie

Ukosowanie

2011-06-15 Maciej Miniewicz 93

Min 20 DN

Dopuszczalny kąt ukosowania 3°i minimalnym odstępie =>6 m

Sieci ciepłownicze - projektowanie

W rurociągach klasy B i C w odcinkach

zahamowanych przez tarcie niedopuszcza się ukosowania.

2011-06-15 Maciej Miniewicz Źródło: PRIM S.A. 94

Sieci ciepłownicze - projektowanie

Zmiana kierunku przez gięcie rurociągu

2011-06-15 Maciej Miniewicz 95

R

𝑅 = 𝐿𝑟180



Odcinki gięte rur traktujemy jak odcinki proste.

Sieci ciepłownicze - projektowanie

W tabelach podaje się tzw. elastyczny

promień gięcia oraz minimalny promień gięcia, którego nie należy przekraczać.

Przykład obliczenia gięcia elastycznego:

Dane: kąt uzupełniający =55 ° Rura gięta DN 80

Maksymalny kąt gięcia max=34°

2011-06-15 Maciej Miniewicz 96

Sieci ciepłownicze - projektowanie

Ilość odcinków rur podlegających gięciu

𝑛 = 𝛼

𝛼𝑚𝑎𝑥 = 55

34 = 1,62 ≈ 2 Długość łuku

Ll=2 x 12=24 m Promień gięcia

𝑅 = 24 ∙ 180

𝜋 ∙ 55 = 25,01𝑚 > 𝑅𝑚𝑖𝑛 = 20,22𝑚

2011-06-15 Maciej Miniewicz 97

Sieci ciepłownicze - projektowanie

Punkty stałe

W poprawnie zaprojektowanej sieci ciepłowniczej, rzeczywiste pkt stałe są zazwyczaj zbędne.

Eliminacja RPS zwiększa

bezpieczeństwo sieci poprzez wyeliminowanie nieciągłości płaszcza osłonowego w

konstrukcji pkt stałego.

2011-06-15 Maciej Miniewicz 98

Sieci ciepłownicze - projektowanie

Zastosowanie rzeczywistego pkt stałego redukuje dopuszczalną długość ułożenia prostego odcinka sieci do wartości Lmax.

W pkt stałych występują bardzo duże siły, co pociąga za sobą konieczność stosowania

dużych bloków betonowych. Praktycznie nie są stosowane dla średnic powyżej

DN350.

2011-06-15 Maciej Miniewicz 99

Sieci ciepłownicze - projektowanie

Rzeczywiste pkt stałe należy zastosować:

• Do zabezpieczenia przejść przez ścianę budynku, jeżeli mogłoby wystąpić

nadmierne wydłużenie osiowe.

• Do nadania kontrolowanego kierunku

wydłużenia np. dla kolan o kącie 30°.

• W celu zapobieżenia obsunięciu się sieci ciepłowniczej np. na zboczach.

2011-06-15 Maciej Miniewicz 100

Sieci ciepłownicze - projektowanie

Naprężenia w pkt stałych

2011-06-15 Maciej Miniewicz 101

RPS

s=190MPa L<Lmax

L<Lmax

Sieci ciepłownicze - projektowanie

Zastosowanie rzeczywistego pkt stałego

2011-06-15 Maciej Miniewicz 102

Budynek

Min 2 m Max 6 m

Sieci ciepłownicze - projektowanie

Zastosowanie rzeczywistego pkt stałego

2011-06-15 Maciej Miniewicz 103

Sieci ciepłownicze - projektowanie

Redukcje średnicy.

Redukcję średnicy projektujemy zawsze za trójnikiem.

Ze względu na zmniejszenie pola przekroju rury na zwężce występuje skokowy wzrost naprężeń proporcjonalny do stosunku

powierzchni przekrojów rurociągów.

2011-06-15 Maciej Miniewicz 104

Sieci ciepłownicze - projektowanie

Nie należy wykonywać na jednej redukcji zmiany

średnicy o więcej niż dwie średnice, a w odcinkach

zahamowanych przez tarcie nie więcej niż o jedną średnicę.

2011-06-15 Maciej Miniewicz 105

Sieci ciepłownicze - projektowanie

Przesunięcie umownego pkt stałego UPS przy redukcji średnicy – przykład

𝐷1 ∙ 𝐿1 + 𝐿𝑥 ∙ 𝐷2 = 𝐿2 − 𝐿𝑥 ∗ 𝐷2

2011-06-15 Maciej Miniewicz 106

L

L1 L2

D1 UPS D2

Lx

Sieci ciepłownicze - projektowanie

∆𝐿𝑥 = 𝐿2 − 𝐷1𝐷2 ∙ 𝐿1 2

Przykład:

L=60 m; L1=25 m; L2=35 m D1=125 mm; D2=110 mm

Po podstawieniu do wzoru Lx=3,29 m, stąd UPS leży w odległości LUPS=L1+Lx=28,3 m

2011-06-15 Maciej Miniewicz 107

Sieci ciepłownicze - projektowanie

Ponieważ połowa odcinak to 30 m,

przesunięcie UPS względem środka odcinka wynosi -1,7 m w kierunku średnicy D1=125 mm.

2011-06-15 Maciej Miniewicz 108

L L/2

L1 Lx

-1,7

Sieci ciepłownicze - projektowanie

Strefy kompensacyjne

2011-06-15 Maciej Miniewicz 109

Sieci ciepłownicze - projektowanie

Dla kolan kompensacyjnych minimalną grubość poduszek określić można z zależności:

∆𝑃𝑚𝑖𝑛= ∆𝐿 ∙ 1,5 𝑚𝑚

∆𝐿 – wydłużenie efektywne rurociągu z

uwzględnieniem zagłębienia, wydłużenia swobodnego i działania sił tarcia i korekty temperatury zasilania sieci

2011-06-15 Maciej Miniewicz 110

Sieci ciepłownicze - projektowanie

Grubość poduszek powinna zawierć się w zakresach:

P=40 mm dla L=0 …< 27 mm

P=80 mm dla L=27 …< 53 mm

P=120 mm dla L=53 …< 80 mm

Nie należy stosować poduszek o grubości większej niż 120 mm ze względu na możliwe

przekroczenie dopuszczlnej temperatury pianki PUR (50…60°C)

2011-06-15 Maciej Miniewicz 111

Sieci ciepłownicze - projektowanie

Ograniczenia grubości poduszek

2011-06-15 Maciej Miniewicz 112

Sieci ciepłownicze - projektowanie

Dla wydłużeń przekraczających L > 80 mm należy stosować naciąg wstępny

mechaniczny lub termiczny o 50%

wydłużenia rurociągu, wówczas grubość poduszek wyniesie odpowiednio:

P=80 mm dla L=80 … 106 mm

P=120 mm dla L=106 … 160 mm

2011-06-15 Maciej Miniewicz 113

Sieci ciepłownicze - projektowanie

2011-06-15 Maciej Miniewicz 114

Długość strefy kompensacji

Sieci ciepłownicze - projektowanie

Przykład doboru poduszek

L1=61 mm Pmin=L1 x 1,5=91,5 mm Przyjęto 120 mm Lk1=3 m

L2=32 mm Pmin=L2 x 1,5=48 mm Przyjęto 80 mm Lk2=2 m

2011-06-15 Maciej Miniewicz 115

Sieci ciepłownicze - projektowanie

Rozmieszczenie poduszek dla przykładu

2011-06-15 Maciej Miniewicz 116

L1=61mm

Sieci ciepłownicze - projektowanie

Dla wydłużeń przekraczających L>160 mm Należy zastosować nisze lub kompensatory

osiowe w komorach.

2011-06-15 Maciej Miniewicz 117

Pierścień gumowy

Sieci ciepłownicze - projektowanie

Naciąg wstępny

Ma na celu redukcję wysięgu ramion

kompensacyjnych typu „L”, „Z” lub „U”

oraz redukcję grubości poduszek kompensacyjnych.

Szczególne zastosowanie w technologii zimnego montażu.

2011-06-15 Maciej Miniewicz 118

Sieci ciepłownicze - projektowanie

Naciąg wstępny może być uzyskany w sposób mechaniczny bądź termiczny.

2011-06-15 Maciej Miniewicz 119

L/2

L/2

L/2

Przykładamy siłę i spawamy

Sieci ciepłownicze - projektowanie

Montaż armatury odcinającej

2011-06-15 Maciej Miniewicz 120

Źródło: PRIM Lublin

Sieci ciepłownicze - projektowanie

2011-06-15 Maciej Miniewicz 121

Sieci ciepłownicze - projektowanie

2011-06-15 Maciej Miniewicz 122

Odpowietrzenia na sieci preizolowanej

Odpowietrzenia systemu podwójnego

2011-06-15 Maciej Miniewicz 123

Sieci ciepłownicze - projektowanie

System zespolony rur podwójnych Udoskonaleniem bez-

kanałowego układania sieci ciepłowniczej jest system zespolony rur podwójnych.

2011-06-15 Maciej Miniewicz 124

Pianka PUR

Sieci ciepłownicze - projektowanie

System zespolony rur podwójnych

2011-06-15 Maciej Miniewicz 125

Powrót

Zasilanie Płetwa

12 m

3m 6m 3m

Sieci ciepłownicze - projektowanie

Konstrukcja rur podwójnych

2011-06-15 Maciej Miniewicz 126

b h

Sieci ciepłownicze - projektowanie

Korzyści:

1. Zmniejszenie wymiarów wykopu 2. Zmniejszenie pracochłonności

odtworzenia terenu

2011-06-15 Maciej Miniewicz 127

Sieci ciepłownicze - projektowanie

2011-06-15 Maciej Miniewicz 128

Roboty ziemne:

Odtworzenie nawierzchni:

Sieci ciepłownicze - projektowanie

3. Zmniejszenie strat ciepła w stosunku do rur pojedyńczych

4. Obniżenie głębokości układania sieci z uwagi na trójniki prostopadłe

2011-06-15 Maciej Miniewicz 129

Sieci ciepłownicze - projektowanie

Płetwy projektowane są na różnicę

temperatur T=70… 80°C (isoplus, Prim Lublin)

Maksymalna temperatura Tz=130 °C,

ciśnienie 25 bar, max różnica temperatur

T=70 … 80 °C.

Maksymlane naprężenia osiowe sdop=190 N/mm2.

2011-06-15 Maciej Miniewicz 130

Sieci ciepłownicze - projektowanie

Długość instalacyjna w rurach preizolowanych zależy od wielu czynników, a w systemie rur podwójnych dodatkowo od wytrzymałości

połączenia płetwami obu rurociągów,

względnie różnicy temperatury pomiędzy zasilaniem i powrotem.

Długości instalacyjne w systemie rur

podwójnych są mniejsze niż w systemie rur pojedyńczych.

2011-06-15 Maciej Miniewicz 131

Sieci ciepłownicze - projektowanie

Rury zasilająca i powrotna są ze sobą połączone płetwami, stąd naprężenia

oblicza się dla temperatury w danej rurze i średniej z temperatur konstrukcji

rurowej.

2011-06-15 Maciej Miniewicz 2 132

Sieci ciepłownicze - projektowanie

Obliczanie siły

𝑃𝑧 = 𝐸 ∙ 𝛼 ∙ (𝑇𝑧 − 𝑇𝑚) ∙ 𝐴 𝑃𝑝 = 𝐸 ∙ 𝛼 ∙ (𝑇𝑝 − 𝑇𝑚) ∙ 𝐴

Siłę od wydłużeń termicznych w układzie rur podwójnych obliczamy

𝑃 = 𝐸 ∙ 𝛼 ∙ 𝑇𝑧 − 𝑇𝑚 + 𝑇𝑝 − 𝑇𝑚 ∙ 𝐴 𝑃 = 𝐸 ∙ 𝛼 ∙ 𝑇𝑧 + 𝑇𝑝

2 − 𝑇𝑚 ∙ 2 ∙ 𝐴

2011-06-15 Maciej Miniewicz 133

Sieci ciepłownicze - projektowanie

Obliczanie wydłużeń

∆𝐿 =∝∙ 𝐿 ∙ 𝑇𝑧 + 𝑇𝑝

2 − 𝑇𝑚 − 𝐹𝑠 ∙ 𝐿2

2 ∙ 𝐸 ∙ 2 ∙ 𝐴 Siła tarcia może być obliczona ze wzoru

𝐹𝑠 = 4,5 ∙ 𝜋 ∙ 𝐷 ∙ 𝐻 [𝑁 𝑚]

2011-06-15 Maciej Miniewicz 134

Sieci ciepłownicze - projektowanie

Metody układania:

1. Samokompensacji typu L, Z, U

Dł. Prostego odcinka LLinst obliczone

dla sdop=190 N/mm2 Dla H=1,0 m

2011-06-15 Maciej Miniewicz 135

Sieci ciepłownicze - projektowanie

2. Z podgrzewem wstępnym

Temperaturę podgrzewu dla systemu rur podwójnych wyznaczamy ze wzoru

𝑇𝑝𝑜𝑑𝑔 = 0,5 ∙ 𝑇𝑧 + 𝑇𝑝 + 𝑇𝑚 2

Np.. Dla Tz/Tp=130/70 Tpodg=55°C

Rury podwójne zachowują się tak jakby obie miały jednakową temperaturę.

2011-06-15 Maciej Miniewicz 136

Sieci ciepłownicze - projektowanie

Układanie rurociągów

1. Ukosowanie – kąt 3°co 6 m 2. Gięcie elastyczne

2011-06-15 Maciej Miniewicz 137

dz, mm 2x33,7 2x42,4 2x48,3 2x60,3 2x76,1 2x88,9 2x114,6

rmin, m 34,4 43 49 68,8 86 114,6 137,5

max, ° 20 16 14 10 8 6 5

Sieci ciepłownicze - projektowanie

Odgałęzienia

2011-06-15 Maciej Miniewicz 138

Budynek

Poduszka 1m, g=40mm

12m

>12m

Linst

Sieci ciepłownicze - projektowanie

Odgałęzienia (półkompensator)

2011-06-15 Maciej Miniewicz 139

Odgał.

Sieci ciepłownicze - projektowanie

2011-06-15 Maciej Miniewicz 140

Kształtki przejściowe z systemu podwójnego na pojedyńczy

Sieci ciepłownicze - projektowanie

Przejście z systemu podwójnego na pojedyńczy

2011-06-15 Maciej Miniewicz 141

1,5 m 3 m Max 6 m

1,5 m

Typu „Z” Trójnik 45/90°

Sieci ciepłownicze - projektowanie

Odgałęzienia

2011-06-15 Maciej Miniewicz 142

1,5 m

Max 6m Max 6 m

1,5 m

Typ „Z” Trójnik 45/90°

Projektowanie sieci ciepłowniczych

W dokumencie Sieci ciepłownicze (Stron 71-143)

Powiązane dokumenty